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(江蘇省無錫市青山高級中學(xué),214026)
地理實(shí)驗(yàn)法,是指研究者運(yùn)用科學(xué)的操作方法,按照特定的研究目的和理論假設(shè),以一定的事實(shí)為依據(jù),人為地創(chuàng)設(shè)或者控制一定的條件,從而探討地理現(xiàn)象之間因果關(guān)系,揭示地理科學(xué)內(nèi)部規(guī)律的一種科研方法。在高中地理教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法,可引導(dǎo)學(xué)生加深理解地理知識。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中,總結(jié)出地理實(shí)驗(yàn)“三法”——模型演示法、實(shí)驗(yàn)探究法、現(xiàn)實(shí)測算法。
一、模型演示法
模型演示法,即教師通過展示各種地理教學(xué)實(shí)物、教具,進(jìn)行示范性演示,使學(xué)生獲取知識的教學(xué)方法。人教版高中地理的開篇就將地球置于廣袤的太空中,以宏觀的視角讓學(xué)生理解地球在太陽系中的運(yùn)動(dòng)及由此形成的地理意義。由于參照物和觀察角度不同,往往產(chǎn)生事實(shí)與所見表象之間的矛盾,試舉數(shù)例:(1)地球?yàn)槿S橢球體,表面無疑是圓的,而對于生活在地球上的人們來說,“地是方的”的觀念早已深植在心里;(2)地球與太陽之間的空間位置是立體三維的,而“二分二至日圖”卻是二維的,使學(xué)生無法直觀看到四個(gè)日期的真實(shí)光照情況;(3)地球產(chǎn)生偏向,在較短的行進(jìn)距離中根本無法感知;等等。因此,模型演示法就是宏觀事物微觀化,化宏觀想象為直觀演示,通過唾手可得的物品,實(shí)現(xiàn)學(xué)生
空間概念的建立。
比如,人教版高中地理必修1第一章第三節(jié)《地球的運(yùn)動(dòng)》一課中,有關(guān)晝夜長短變化是教學(xué)的難點(diǎn)。教師可通過地球儀的運(yùn)動(dòng)及手電筒照射,模擬演示地球晝夜更替和晝夜長短的變化,然后用規(guī)范語言進(jìn)行表述,讓學(xué)生明了其根源是劃分晝夜的晨昏線永遠(yuǎn)垂直
于太陽光線并把地球平分為二。當(dāng)太陽直射點(diǎn)發(fā)生變化時(shí),全球各地除赤道外就產(chǎn)生了晝夜長短的變化。又如,為了演示地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)太陽直射點(diǎn)位置的變化,在課上,我常常通過四位學(xué)生站位(代表地球公轉(zhuǎn)的二分二至日)與教師站位(代表太陽的位置在橢圓的兩焦點(diǎn)之一),學(xué)生站立方向指向北極星,來模擬二分二至日太陽直射點(diǎn)的位置。
二、實(shí)驗(yàn)探究法
實(shí)驗(yàn)探究法,即由研究者根據(jù)研究問題的本質(zhì)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),控制某些環(huán)境因素的變化,使得實(shí)驗(yàn)環(huán)境比現(xiàn)實(shí)相對簡單,通過對可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察,從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的研究方法。在教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究法,展現(xiàn)的不僅僅是知識本身,還包括教師呈現(xiàn)知識的方法,運(yùn)用知識的思路,思考問題的角度和方法,讓學(xué)生不僅獲得獲取地理信息的方法,還包括獲得地理感覺、地理意識和地理思想。
比如,教學(xué)人教版高中地理必修1第三章第二節(jié)《大規(guī)模的海水運(yùn)動(dòng)》一課時(shí),教師可以
根據(jù)洋流系統(tǒng)的運(yùn)行情況做一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置(如圖1所示)。在透明水槽的內(nèi)側(cè)分別安放4只風(fēng)扇,且假定F1和F2表示大洋西側(cè)。然后,引導(dǎo)學(xué)生說出風(fēng)向后,再分別開啟F1(表示信風(fēng)帶)和 F4(表示西風(fēng)帶)。如此,學(xué)生便能通過實(shí)驗(yàn),直觀地得出如下結(jié)論:
(1)推動(dòng)海水運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿κ墙孛娴拇髿膺\(yùn)動(dòng)和行星風(fēng)帶。
(2)風(fēng)帶動(dòng)的是表層海水運(yùn)動(dòng)。
(3)在風(fēng)帶的作用下產(chǎn)生的環(huán)流方向北半球呈順時(shí)針。
又如,教學(xué)“鋒面的形成”這一知識點(diǎn),教師可在塑料盒中間插一隔板,兩側(cè)分別注入同體積紅色暖水(代表暖空氣)與藍(lán)色冷鹽水(代表冷空氣)。把隔板抽出后,冷暖水間就會出現(xiàn)傾斜交界面,并且紅色水在上。
實(shí)驗(yàn)探究法還可借助相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,喚醒學(xué)生記憶,理解學(xué)習(xí)內(nèi)容,加強(qiáng)知識間的遷移度。
三、實(shí)際測算法
實(shí)際測算法,即使用簡單的測量工具,實(shí)地測量并計(jì)算所需要的一些地理數(shù)據(jù)的方法。
比如,教學(xué)人教版高中地理必修一第一章第三節(jié)《地球的運(yùn)動(dòng)》時(shí),對于“太陽高度和正午太陽高度角”的理解、計(jì)算、運(yùn)用,學(xué)生往往感到比較棘手。教師可先引導(dǎo)學(xué)生回顧現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象,初步達(dá)成共識:
當(dāng)太陽高度越高,等量的太陽光照射地表的面積就越小,地表氣溫越高。直射點(diǎn)光照最集中的地點(diǎn),太陽高度角為90°。太陽高度越高,向陽房屋對后樓的遮擋面越小等。
但是,這些理解只是淺層次的。如果想要利用太陽光線算經(jīng)緯度、找方向時(shí),就得依賴實(shí)地測量,以便更深刻理解太陽高度的現(xiàn)實(shí)意義。教師可帶領(lǐng)學(xué)生在春分日利用午休時(shí)間測量竹竿影長,理解太陽高度與正午太陽高度的差異,找出學(xué)校所在的經(jīng)緯度及正南正北方向。測算時(shí),測量工具為長1米的小竹竿(超過1米部分用記號標(biāo)明并插入土中)、手表、卷尺、石灰粉(視地面狀況可用粉筆替代)。測量的步驟為:
(1)將竹竿插入土中或一位同學(xué)扶住竹竿,以現(xiàn)竹竿影子為半徑畫圓,在該圓兩側(cè)較密集地畫三個(gè)同心圓。
(2)當(dāng)竹影頂端與同心圓相交時(shí),記下時(shí)間并在同心圓上作好標(biāo)記。
(3)當(dāng)竹竿影子超出與同心圓相交范圍時(shí),測量結(jié)束。
(4)將同一圓圈上的兩點(diǎn)連成一直線,作該直線的垂線,即得南北方向。
(5)根據(jù)同心圓上兩點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間,可知道竹竿影子出現(xiàn)最短的時(shí)間。根據(jù)地方時(shí)的換算,即可知學(xué)校所在的經(jīng)度。根據(jù)最短竹竿影子長度,依據(jù)余切定理算出正午太陽高度角,進(jìn)而計(jì)算出學(xué)校所在的緯度。
實(shí)際測量法因重視直觀性和內(nèi)在體驗(yàn),往往學(xué)生興趣比較高,往往還成為學(xué)生學(xué)習(xí)新知的“生長點(diǎn)”。
綜上,在高中地理教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法,有助于解決文中抽象的、不易理解的知識,也有助于課堂上師生的互動(dòng),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使其思維能力和動(dòng)手能力得到提升。
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